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Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Milano
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Analisi e monitoraggio ambientali
Codice: G260N-
Docente:  Gigliola Borgonovo
Anno di corso: 
Quadrimestre/semestre: 
CFU: 
Articolazione dei CFU: Lezioni frontali: 4,5
Esercitazioni in aula: 0,5
Esercitazioni in laboratorio: 1
Obiettivi formativi:  L’obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze delle principali classi di composti organici ad alto impatto ambientale, con particolare riferimento a quelli usati in agricoltura, e dei principali metodi di chimica analitica organica nell’analisi ambientale.
Competenze acquisite:  Conoscenza delle principali classi dei composti organici di interesse ambientale, le trasformazioni che subiscono e loro reattività nei vari comparti ambientali. Utilizzo di differenti tecniche analitiche in rapporto alle varie classi di inquinanti ambientali; operazioni fondamentali nella manipolazione dei composti organici e nell’uso di apparecchiature di laboratorio.
Sintesi del programma:  Verrà descritta la chimica dei vari reparti ambientali; la struttura, la reattività, la tossicità e il destino dei composti organici ad alto impatto ambientale. Verranno descritte le principali tecniche analitiche di separazione e di analisi di miscele di composti organici con particolare riferimento alle tecniche strumentali. Laboratorio di chimica analitica organica: operazioni fondamentali nella separazione di miscele.
Programma:  TEMATICA PRINCIPALE n.1: Chimica ambientale dell'acqua: alcalinità e acidità, reazioni di ossidazione, riduzione, complessazione e chelazione. L'atmosfera: caratteristiche fisiche, reazioni chimiche e fotochimiche dell'atmosfera. Reazioni dell'ossigeno e dell'azoto atmosferici. Definizioni di macro- e microinquinanti. Unità di misura. Inquinanti organici del comparto idrico e del suolo: Idrocarburi; polimeri; oli e lubrificanti. Policlorofenoli e loro derivati (policlorobifenili, furani e diossine). I composti policlorurati come microinquinanti organici legati all'incenerimento dei rifiuti. Tensioattivi: persistenza, solubilità, trasporto e reattività idrolitica. TEMATICA PRINCIPALE n.2: Inquinanti organici dell'atmosfera: idrocarburi alifatici e idrocarburi aromatici semplici e policiclici. Idrocarburi biogenetici. Le benzine: additivi, sottoprodotti della combustione. Trasformazioni e destino degli idrocarburi in atmosfera: lo smog fotochimico. Derivati ossigenati, solforati e azotati come prodotti delle reazioni di combustione e ossidazione fotochimica: le piogge acide. I composti alogenati e il problema dell'ozono. Cenni di chimica tossicologica. Chimica, energia e ambiente; le fonti alternative: idrogeno, celle a combustibile; l' energia solare, i semiconduttori e le celle fotovoltaiche; i radionuclidi e la radioattività, l'energia nucleare. TEMATICA PRINCIPALE n.3: I fitofarmaci: insetticidi, fungicidi, erbicidi, fitoregolatori. Principali classi chimiche e cenni al meccanismo di azione. Formulazioni e metodi di applicazione. Processi di degradazione dei fitofarmaci nell'ambiente. Persistenza, adsorbimento, volatilizzazione dei fitofarmaci nell'ambiente. Distribuzione dei fitofarmaci nei comparti ambientali. Metodi di previsione della distribuzione dei fitofarmaci nell'ambiente. TEMATICA PRINCIPALE n.1 (1credito) Principi di Chimica Analitica Organica. Separazione di miscele: cristallizzazione, estrazione con solventi: estrazioni con fluidi supercritici, distillazione, cromatografia. Cromatografia: considerazioni teoriche, coefficiente di ripartizione, risoluzione, concetto di piatto teorico. Tipi di cromatografia: di adsorbimento, di ripartizione, scambio ionico, di esclusione. Metodi Cromatografici: TLC, Gascromatografia, HPLC; tecniche ed apparecchiature. TEMATICA PRINCIPALE n.2 (1credito) Spettroscopia: lo spettro elettromagnetico, interazione tra radiazione e materia, effetto della struttura chimica sull'assorbimento, legge di Lambert-Beer. Metodi Spettroscopici: UV, IR, NMR; tecniche ed apparecchiature. Spettrometria di Massa e Assorbimento atomico. TEMATICA PRINCIPALE n.3 (1credito) Laboratorio di chimica analitica organica dei sistemi multicomponenti. Esercitazioni pratiche mediante tecniche manuali e strumentali per l'analisi di sostanze organiche di interesse ambientale: determinazione del COD, analisi di tensioattivi anionici per via spettrofotometrica, distillazione di miscele e analisi tramite spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) delle frazioni, estrazioni da una matrice solida e analisi tramite HPLC.
Prerequisiti:  Nozioni di Chimica di base a livello di scuola superiore.
Propedeuticità:  Chimica Generale ed Inorganica, Chimica Organica, Fisica
Materiale didattico:  Testi Consigliati: C. Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli. S.E. Manahan, Chimica dell'ambiente, Piccin. Il materiale utilizzato per le lezioni del corso è disponibile sul sito della didattica on-line; sul sito sono anche disponibili temi d'esame e soluzioni.
Modalità d'esame e altre info:  L'esame consiste in una prova scritta con esercizi e domande aperte (per un totale di cinque). La durata della prova è di due ore. Lo svolgimento corretto comporta l'acquisizione di 6 punti ad esercizio. Oggetto d'esame sono tutti gli argomenti svolti comprese le esercitazioni pratiche svolte in laboratorio. La frequenza del laboratorio è subordinata alla partecipazione ad una lezione sulla sicurezza nei laboratori chimici.
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Programma di Analisi e monitoraggio ambientali (versione in pdf)
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